[发明专利]一种水泥基快速修补材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种水泥基快速修补材料及其制备方法。

背景技术

随着水泥、混凝土材料越来越广泛的应用，混凝土结构物也越来越多。然而，由于荷载作用、自然环境等因素的影响，混凝土结构物往往会出现破损、断裂等问题，对这些损伤及时加以修补将有助于提高混凝土结构物的使用寿命。由于道路、桥梁、机场道面等结构物的畅通对于经济和社会效益的影响巨大，所以，对于这类结构物的快速修补就显得尤其重要。

快速修补材料按组成特点将其分为快硬水泥类、快硬混凝土类、快硬外加剂类三类。在这些快速修补材料中，大都应用到了硫铝酸盐型早强快硬水泥，然而硫铝酸盐水泥的使用往往容易造成混凝土结构后期强度发展缓慢，甚至是强度倒缩。针对这种问题，部分快速修补材料采用了硫铝酸盐和硅酸盐水泥复合的技术，或者是利用部分矿物掺合料取代硫铝酸盐水泥的办法。尽管上述方法能够在一定程度解决混凝土结构物后期强度比较低的难题，但是同样也带来了凝结过程相对缓慢、早期强度不高等问题。

另一方面，混凝土结构物建设和拆除过程中产生了大量废弃物，这些废弃物的再生利用对于实现可持续发展也是十分重要的。将建筑垃圾中的废弃混凝土进行回收，其中的砂浆废渣经过一定的破碎、分离、粉磨和低温煅烧处理后可以得到一种名为水泥浆体脱水相的物质。研究表明，水泥浆体脱水相遇到水后能再次水化，并具有胶凝性能。然而，由于水泥浆体脱水相比表面积大，它在水化过程中凝结迅速，利用这种特性有望促进普通水泥的凝结和硬化。另外，废弃混凝土属于建筑垃圾，如若将其随意堆置或填埋，不仅占用土地、污染环境，实际上也是一种资源的浪费。因此，实现废弃混凝土的再生利用不仅可以节约资源、保护环境，而且还可以带来巨大的经济效益。

我国高岭土资源以成因类型齐全、储量丰富、质地优良闻名于世。将高岭土进行适当的煅烧处理和粉磨后可以得到偏高岭土，偏高岭土中包含有大量的活性硅、铝，是一种非常有效的强度促进剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可消耗废弃混凝土中的废弃水泥浆体的水泥基快速修补材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种水泥基快速修补材料，其特征在于它由硫铝酸盐水泥、水泥浆体脱水相、偏高岭土、水玻璃溶液、减水剂、水和复合早强剂原料制备而成，各原料的重量比为1∶0.05-0.5∶0.05-0.5∶0.02-0.3∶0.01-0.1∶0.2-0.6∶0.0006-0.06。

所述水泥浆体脱水相按如下步骤制得：1)将废弃混凝土中的废弃水泥浆体粉磨为粒径小于0.075mm的粉料；2)将所得粉料在500-1000℃的温度下煅烧2-4小时，冷却至室温，得水泥浆体脱水相。所述冷却的速度为80-120℃/min。

所述偏高岭土的制备过程如下：首先将大块的高岭土放入球磨机中进行20-40min的粉磨，得到高岭土粉末；将高岭土粉末在550-1000℃的温度下煅烧4-6小时，随后放入球磨机中(球磨机中进行20-30min)粉磨至比表面积为8000-15000m²/kg，得偏高岭土。

所述水玻璃溶液的模数为1.5-2.5，波美度为40-49(°Bé)。

所述减水剂为聚羧酸系高效减水剂。聚羧酸系高效减水剂的减水率≥25％。

所述复合早强剂为亚硝酸钠、无水氯化钙和三乙醇胺，亚硝酸钠、无水氯化钙、三乙醇胺的重量比为(1-1.5)∶(1-1.5)∶(1-1.5)。

上述的水泥基快速修补材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)首先按照硫铝酸盐水泥∶水泥浆体脱水相∶偏高岭土∶水玻璃∶减水剂∶水∶复合早强剂＝1∶0.05-0.5∶0.05-0.5∶0.02-0.3∶0.01-0.1∶0.2-0.6∶0.0006-0.06的重量比选取各原料；

2)将选取好的硫铝酸盐水泥、水泥浆体脱水相和偏高岭土在搅拌机中混合均匀，得到固体原料；

3)将选取好的水玻璃、减水剂、水和复合早强剂混合均匀，得到液体原料；

4)将固体原料和液体原料在搅拌机中搅拌均匀，得到水泥基快速修补材料。